汽车散热器散热性能分析软件系统开发.pdfVIP

1 前言 1.1汽车散热器发展概况及趋势 随着汽车制造业的迅速发展，汽车散热器的使用量也随之增加。回顾汽车散热器 的发展历史，美国于1901年在第二次汽车展览会上展出了世界上第一个散热器，英国 于1904年开始生产用于汽车的散热器，日本1935年在修配的基础上产生了散热器工业 并且发展迅速。我国汽车散热器发展比较缓慢，是随着拖拉机和汽车工业的发展逐步 发展起来的。汽车散热器主要经历了管片式铜质散热器、管带式铜质散热器、装配式 铝质散热器、钎焊式铝质散热器等几个阶段。 随着汽车发动机转速和功率的不断提高，热负荷也愈来愈大，对冷却系统的要求 也越来越高，作为汽车水冷发动机冷却系统的重要部件，对散热器的要求也越来越高。 从整体来看，我国车用散热器的技术水平、质量状况已基本能够满足国内配套的需要， 管带式铜散热器和钎焊式铝散热器为行业的主导产品。近年来，在我国，生产汽车散 热器的厂家相继涌现出来，各个企业也设有专门的研究部门，可以根据发动机的功率、 安装尺寸等参数及工作环境等要求，设计开发全新的产品。专业的团队加上先进的生 [16] 产线及检测设备（如风洞试验台 、振动试验台检测等），使国产散热器的质量得到 明显提高，进口汽车散热器的比例正在逐渐减小。目前正逐步占据市场的散热器为新 型的钎焊式铝制散热器。 铜和铝是散热器制造的常见材料。近年来，散热器产品的改进主要是希望减轻重 量，相同规格的铝制散热器比铜质散热器重量的三分之二。大部分生产厂家都倾向于 铝制散热器的设计研究。散热器的选取取决于汽车的型号以及发动机的功率等因素。 中小功率的汽车大多采用的是铝散热器，汽车散热器正朝着轻型、高效、经济的方向 发展。 1.2 汽车散热器的结构特点 汽车散热器属于汽车冷却系统，由进水室、出水室及散热器芯体等三部分构成， 如图1.1所示。冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。散热器是一个热 交换器，在工作过程中，热的冷却液（水）向空气散热变冷，冷空气则吸收冷却液散 出的热量而升温。 word文档 可编辑 1进水室 2散热器芯体 3出水室 图1.1 汽车散热器外形 为使冷却液通过，散热器芯部应具备足够的通流面积，同时也要具备足够的空气 通流面积，让足量的空气通过芯体以带走冷却液传给散热器的热量。为使热量传递达 到基本的平衡状态，还要具有足够的散热面积，来完成冷却液、空气和散热片之间的 热量交换。 散热器芯部的结构形式主要有管带式和管片式两大类。管片式散热器芯部是由许 多细的冷却管和散热片构成。冷却管大多采用扁圆形截面，以减小空气阻力，增加传 热面积。管片式散热器具有结构强度较好，并且油污和尘埃堵塞芯部的可能性较小的 特点，多应用于震动较大、工况较恶劣的环境的汽车冷却系统中。管带式散热器是由 波纹状散热带和散热管相间排列经焊接而成。与管片式散热器相比，在同样的条件下， 管带式散热器散热面积可以增加12%左右，另外在散热带上开有扰动气流的类似百叶 [9] [18] 窗的孔 ，以破坏流动空气在散热带表面上的附着层，提高了散热能力 。开百叶窗 波带的散热器传热效率较普通平片散热片提高了160%。与管片式散热器相比，管带 式散热器散热能力较高、质量较轻、制造工艺简单、成本低，但是结构强度不如管片 式散热器，所以多应用于中小型车辆。 1.3选题的目的及意义 随着计算机辅助设计制造技术的广泛应用，将这项技术应用到汽车散热器的计算 机设计分析是一个发展趋势。散热器设计是一个复杂的计算过程，所涉及的学科比较 多，包括热力学、流体力学、机械学等，设计参数比较多，包括结构参数和工况参数， word 文档 可编辑 在计算过程中计算量很大。汽车产品更新换代越来越快，对散热器的设计要求也越来 越高，因此，设计一款散热器的设计软件来减轻工作量，缩短设计周期是不可或缺的。